Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia było obserwacja przebiegów przejściowych poszczególnych regulatorów przy różnych nastawach oraz dobranie odpowiednich wartości nastaw w celu uzyskania najlepszej stabilizacji.
Schematy i wykresy zamodelowanych układów regulacji:
Regulator proporcjonalny:
Dla kp=3,2
Ti= duża wartość
Td=0
Dla kp=1.5
Ti= duża wartość
Td=0
Dla kp=10
Ti= duża wartość
Td=0
Możemy zauważyć iż ze wzrostem współczynnika wzmocnienia wzrasta charakter oscylacyjny sygnału. Najlepszą regulację uzyskujemy przy małych wartościach współczynnika wzmocnienia. Zauważamy wtedy najmniejsze różnice pomiędzy wartościami A1 i A2.
Regulator proporcjonalno-całkujący:
Dla kp=3,2
Ti= 100
Td=0
Dla kp=3,2
Ti= 10
Td=0
Dla kp=3,2
Ti= 5000
Td=0
Możemy zauważyć iż ze wzrostem czasu zdwojenia występuje charakter oscylacyjny sygnału. Zaś przy małych wartościach czasu zdwojenia nie występuje on.
Regulator proporcjonalno-różniczkujący:
Dla kp=3,2
Ti= duża wartość
Td=1
Dla kp=3,2
Ti= duża wartość
Td=10
Dla kp=3,2
Ti= duża wartość
Td=50
W tym wypadku nie występuje oscylacja .Przy mniejszych wartościach czasu wyprzedzenia wartość sygnału szybciej uzyskuje wartość ustabilizowaną.
Regulator proporcjonalno-całkująco-różniczkujący:
Dla kp=3,2
Ti=10
Td=1
Dla kp=3,2
Ti=100
Td=10
Dla kp=3,2
Ti=100
Td=10
Dla kp=3,2
Ti=5000
Td=50
Sprawdzenie możliwości regulowania sygnału przy użyciu członu całkującego. W tym celu wykonaliśmy charakterystyki dla różnych wartości zmiennej x.
kp=3.2
x=1
kp=3.2
x=0.001
kp=3.2
x=5
Nie wszystkie regulatory możemy stosować w połączeniu ze wszystkimi obiektami, np. tak jak w wypadku połączenia regulatora całkującego z obiektem całkującym. W tym wypadku zwiększając x zwiększa się gęstość okresów sinusoidy.
Dobór parametrów w celu jak najszybszej stabilizacji sygnału:
Regulator proporcjonalno-całkująco-różniczkujący:
Dla kp=3,2
Ti= 10
Td=1
Dla kp=3,2
Ti= 100
Td=1
Dla kp=3,2
Ti= 10
Td=10
Dla kp=3,2
Ti= 5000
Td=50
Najlepszą regulację uzyskujemy dla wartości: kp=3,2 ,Ti= 10, Td=10.Została ona uzyskana w najszybszym czasie.
Wnioski :
W tym ćwiczeniu mieliśmy zaobserwować wpływ poszczególnych nastaw występujących w regulatorze na charakter sygnału. Naszym zadaniem również było wyznaczenie odchyłki statycznej. W pierwszej części ćwiczenia zauważyliśmy znaczenie poszczególnych nastaw:
kp- odpowiedzialny jest za wzmocnienie sygnału, najlepszą regulację uzyskujemy przy małych wartościach tego współczynnika.
Ti-czyli czas zdwojenia informuje nas po jakim czasie wartość sygnału osiągnie 0.
Td- czas wyprzedzenia, pośrednio decyduje o okresie w jakim sygnał osiągnie wartość stałą sygnału, przy większych wartościach czasu wyprzedzenia sygnał stabilizuje się później.
Zauważyliśmy również że wszystkich regulatorów nie można stosować w połączeniu ze wszystkimi obiektami.
W trzeciej części staraliśmy się dobrać tak nastawy aby stabilizacja została uzyskana w najszybszym czasie. Zauważamy że występuje ona gdyż współczynnik zdwojenia i wyprzedzenia jest sobie równy. Regulator PID umożliwia jak najlepszą regulację spośród wszystkich regulatorów.